Fiche technique LED céramique série 9292 10W Blanc - Dimensions 9.2x9.2x1.6mm - Tension 28V - Puissance 10W - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

La série céramique 9292 représente une solution LED de puissance montée en surface, conçue pour des applications d'éclairage exigeantes nécessitant une gestion thermique robuste et des performances optiques constantes. Le substrat en céramique offre une excellente dissipation thermique, permettant à la LED de fonctionner à des courants de commande plus élevés et de maintenir son flux lumineux et sa stabilité de couleur tout au long de sa durée de vie. Cette série est particulièrement adaptée aux applications où la fiabilité, un flux lumineux élevé et un contrôle précis de la couleur sont critiques.

1.1 Avantages principaux

• Performance thermique supérieure :Le boîtier céramique offre une faible résistance thermique, transférant efficacement la chaleur de la jonction LED vers le PCB et le dissipateur thermique, améliorant ainsi la longévité et prévenant une dépréciation prématurée du flux lumineux.
• Gestion de puissance élevée :Capable de fonctionner jusqu'à 500mA de courant direct continu, délivrant un flux lumineux élevé depuis un encombrement compact de 9.2mm x 9.2mm.
• Cohérence de couleur stable :Utilisation d'un système de binning rigoureux pour la Température de Couleur Corrélée (CCT) et le flux lumineux afin d'assurer des variations minimales de couleur et de luminosité au sein d'un lot de production.
• Angle de vision large :Un angle à mi-intensité typique de 120 degrés fournit un éclairage large et uniforme, adapté aux applications d'éclairage de zone et de downlight.

1.2 Applications cibles

Cette LED est conçue pour les marchés de l'éclairage professionnel et industriel, incluant, sans s'y limiter : l'éclairage de hauts plafonds, l'éclairage public, l'éclairage de façades architecturales, les downlights à haut rendement, et les luminaires horticoles spécialisés où un contrôle spectral précis et une haute efficacité sont requis.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

Cette section fournit une interprétation détaillée et objective des principaux paramètres électriques, optiques et thermiques spécifiés dans la fiche technique.

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs représentent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents au composant peuvent survenir. Un fonctionnement à ou près de ces limites n'est pas recommandé pour une performance fiable à long terme.

• Courant direct (IF) :500 mA (Continu). Dépasser ce courant augmente exponentiellement la température de jonction, risquant une défaillance catastrophique.
• Courant direct pulsé (IFP) :700 mA (Largeur d'impulsion ≤10ms, Cycle de service ≤1/10). Cette valeur permet des scénarios de surcharge brève, comme lors de tests ou dans des circuits à fonctionnement pulsé, mais doit strictement respecter les conditions d'impulsion.
• Dissipation de puissance (PD) :15000 mW (15W). C'est la puissance maximale que le boîtier peut dissiper, calculée comme VF * IF. Un dissipateur thermique approprié est obligatoire pour rester dans cette limite à des courants de commande élevés.
• Température de jonction (Tj) :125 °C. La température maximale autorisée à la jonction semi-conductrice. La conception thermique de l'application doit garantir que Tj reste inférieure à cette valeur dans toutes les conditions de fonctionnement pour maintenir les performances et la durée de vie spécifiées.
• Température de soudure (Tsld) :Reflow à 230°C ou 260°C pendant un maximum de 10 secondes. Ceci définit la fenêtre de processus pour l'assemblage sur PCB.

2.2 Caractéristiques électro-optiques typiques

Mesurées dans des conditions de test standard à T_s= 25°C (température du substrat).

• Tension directe (V_F) :Typique 28V, Maximum 30V à I_F=350mA. La tension relativement élevée indique qu'il s'agit probablement d'une configuration multi-puces en série dans le boîtier. Les concepteurs doivent s'assurer que l'alimentation peut fournir une marge de tension suffisante.
• Tension inverse (V_R) :5V. Les LED sont très sensibles à la polarisation inverse. Une protection de circuit (par ex., diodes en parallèle) est essentielle s'il existe un risque d'application d'une tension inverse.
• Angle de vision (2θ_1/2) :120° (Typique), 140° (Max). Cet angle de faisceau large est idéal pour l'éclairage général, réduisant le besoin d'optiques secondaires dans de nombreuses applications.

3. Explication du système de binning

Un système de binning précis est crucial pour assurer l'uniformité de couleur et de luminosité dans les projets d'éclairage. Cette LED utilise une approche de binning multidimensionnelle.

3.1 Binning de la Température de Couleur Corrélée (CCT)

Le produit est proposé dans des CCT standard courantes dans l'industrie de l'éclairage : 2700K (Blanc chaud), 3000K, 3500K, 4000K, 4500K, 5000K (Blanc neutre), 5700K, et 6500K (Blanc froid). Chaque CCT est subdivisée en régions de chromaticité spécifiques sur le diagramme CIE 1931 (par ex., 8A, 8B, 8C, 8D pour 2700K). Ce code à deux lettres garantit que la lumière blanche émise se situe dans un espace couleur très restreint, minimisant les différences perceptibles entre les LED individuelles.

3.2 Binning du flux lumineux

Le flux est binné sur la base de valeurs minimales à un courant de commande de 350mA. Par exemple, une LED Blanc Neutre (3700-5000K) avec un code de flux 3K garantit une sortie minimale de 800 lumens, avec une valeur typique de 900 lumens. Un code 3L garantit 900 lumens minimum. Il est important de noter que le fabricant spécifie des minima, et les pièces expédiées peuvent dépasser ces valeurs tout en restant conformes au bin CCT commandé.

3.3 Décodage du numéro de modèle

Le numéro de modèle T12019L(C、W)A suit un format structuré qui encode les caractéristiques clés :
T [Code série] [Code flux] [Code CCT] [Code interne] - [Autres codes].
Par exemple, le '12' indique le boîtier céramique 9292. 'L', 'C', ou 'W' indique respectivement Blanc Chaud, Blanc Neutre ou Blanc Froid. Comprendre cette nomenclature est essentiel pour une commande précise.

4. Analyse des courbes de performance

Les graphiques fournis offrent des informations critiques sur le comportement de la LED dans des conditions variables.

4.1 Courant direct vs Tension directe (Courbe I-V)

Cette courbe est non linéaire. La tension directe a un coefficient de température négatif ; elle diminue lorsque la température de jonction augmente. Ceci doit être pris en compte dans la conception des alimentations à courant constant pour éviter l'emballement thermique dans les conceptions avec une mauvaise dissipation.

4.2 Flux lumineux relatif vs Courant direct

La sortie lumineuse augmente de manière sous-linéaire avec le courant. Bien qu'un fonctionnement à des courants plus élevés (par ex., 500mA) produise plus de lumière, l'efficacité (lumens par watt) diminue typiquement, et la température de jonction augmente significativement. Le courant de commande optimal équilibre la sortie, l'efficacité et la durée de vie.

4.3 Distribution spectrale de puissance & Effets de la température de jonction

La courbe d'énergie spectrale relative montre la distribution de la lumière sur les longueurs d'onde pour une LED blanche, qui est une puce bleue combinée à un phosphore. Le graphique montrant la température de jonction vs l'énergie spectrale relative illustre le décalage de couleur. Lorsque Tj augmente, l'efficacité de conversion du phosphore peut changer, conduisant souvent à un décalage de la CCT et à une diminution potentielle de l'Indice de Rendu des Couleurs (IRC). Maintenir une Tj basse est la clé de la stabilité de la couleur.

5. Informations mécaniques & sur le boîtier

5.1 Dimensions et dessin de contour

La LED a un encombrement carré de 9.2mm x 9.2mm avec une hauteur typique d'environ 1.6mm. Le corps en céramique fournit une surface robuste et plate pour un assemblage pick-and-place fiable et un contact thermique efficace.

5.2 Configuration de pastilles recommandée et conception du stencil

La fiche technique fournit des dessins détaillés du motif de pastilles et du stencil à soudure. La conception des pastilles est critique à la fois pour la connexion électrique et comme chemin thermique principal. L'ouverture de stencil recommandée assure le dépôt du volume correct de pâte à souder pour une soudure fiable sans causer de courts-circuits. Une tolérance de ±0.10mm est spécifiée pour ces dessins mécaniques.

5.3 Identification de la polarité

Le boîtier inclut des marquages ou une caractéristique physique (comme un coin chanfreiné) pour indiquer la borne cathode (-). Une orientation correcte est vitale lors de l'assemblage sur PCB.

6. Directives de soudure et d'assemblage

6.1 Profil de soudure par refusion

La LED est compatible avec les processus de refusion standard sans plomb (SAC). La température de pic maximale ne doit pas dépasser 260°C, et le temps au-dessus de 230°C doit être limité à 10 secondes. Une rampe de montée et de descente contrôlée est recommandée pour éviter un choc thermique au boîtier céramique.

6.2 Précautions de manipulation et de stockage

Les LED sont sensibles aux décharges électrostatiques (ESD). Manipuler dans un environnement protégé contre l'ESD en utilisant un équipement mis à la terre. Stocker dans les sacs barrières à l'humidité d'origine dans des conditions comprises dans la plage de température de stockage spécifiée (-40°C à +100°C) et à faible humidité. Si le boîtier a été exposé à l'air ambiant pendant de longues périodes, un pré-séchage peut être requis avant le refusion pour éviter l'effet "pop-corn" (fissuration du boîtier due à la pression de vapeur).

7. Considérations de conception d'application

7.1 Gestion thermique

C'est l'aspect le plus critique dans la conception avec des LED de puissance. Utiliser un PCB avec une couche de cuivre épaisse (par ex., 2oz ou plus) et des vias thermiques sous la pastille de la LED pour transférer la chaleur vers un dissipateur secondaire. La taille et la conception du dissipateur externe doivent être calculées sur la base de la température ambiante maximale, du courant de commande et de la température de jonction souhaitée (recommandée en dessous de 100°C pour une durée de vie optimale). Les matériaux d'interface thermique (TIM) comme la pâte thermique ou les pads peuvent améliorer le transfert de chaleur.

7.2 Alimentation électrique

Une alimentation à courant constant est obligatoire pour un fonctionnement stable. L'alimentation doit être dimensionnée pour la tension directe totale de la chaîne de LED (V_F* nombre de LED en série) et le courant de commande choisi. Inclure une protection contre les surtensions, l'inversion de polarité et les circuits ouverts/courts. Considérer des capacités de gradation (PWM ou analogique) si requises par l'application.

7.3 Intégration optique

L'angle de vision large de 120 degrés peut être suffisant pour de nombreuses applications. Pour des faisceaux plus contrôlés, des optiques secondaires (réflecteurs ou lentilles) conçues pour l'encombrement 9292 peuvent être utilisées. S'assurer que tout matériau optique peut résister à la température de fonctionnement et à l'exposition aux UV de la LED.

8. Comparaison avec les technologies alternatives

Comparée aux LED SMD en boîtier plastique (par ex., 5050), la série céramique 9292 offre une densité de puissance significativement plus élevée et des performances thermiques supérieures, permettant une durée de vie plus longue et une fiabilité accrue à des courants de commande élevés. Comparée aux LED COB (Chip-on-Board), la 9292 est un composant discret offrant plus de flexibilité dans la conception de matrices, un remplacement plus facile et souvent de meilleures caractéristiques de source ponctuelle pour le contrôle optique.

9. Questions fréquemment posées (FAQ)

9.1 Quelle est la durée de vie typique (L70/B50) de cette LED ?

La fiche technique ne spécifie pas de courbe de durée de vie (L70, temps jusqu'à 70% de maintien du flux). Cela dépend fortement de la gestion thermique de l'application et du courant de commande. Lorsqu'elle est utilisée à ou en dessous du courant recommandé avec un dissipateur approprié, des durées de vie dépassant 50 000 heures peuvent être attendues. Consulter le fabricant pour des données de fiabilité spécifiques.

9.2 Puis-je alimenter cette LED à 500mA en continu ?

Oui, 500mA est le courant direct continu maximal. Cependant, cela générera un maximum de chaleur. L'application doit avoir une gestion thermique exceptionnelle pour maintenir la température de jonction dans des limites sûres (<<125°C) pour atteindre les performances et la longévité nominales. Souvent, un fonctionnement à un courant plus faible (par ex., 350mA) offre un meilleur équilibre entre efficacité, durée de vie et charge thermique.

9.3 Comment interpréter le code de bin de flux (par ex., 3K, 3L) ?

Le code de flux définit une sortie lumineuse minimale garantie au courant de test (350mA). Un bin "3K" a un minimum de 800 lm, tandis qu'un bin "3L" a un minimum de 900 lm. Vous devez sélectionner le bin en fonction de la luminosité minimale requise pour votre conception. Les pièces réelles seront à ou au-dessus de cette valeur minimale.

10. Étude de cas de conception : Luminaire haute baie

Scénario :Conception d'un luminaire haute baie de 150W pour un entrepôt industriel avec un éclairement cible de 200 lux au niveau du sol.
Processus de conception :
1. Exigence lumineuse :Calculer le total de lumens requis basé sur la surface et le lux cible. Déterminer le nombre de LED nécessaires, en tenant compte de l'efficacité du système optique et de la dépréciation du flux dans le temps.
2. Conception électrique :Disposer les LED dans une configuration série-parallèle compatible avec la tension et le courant de sortie d'une alimentation à courant constant. Par exemple, 10 LED en série (~280V total V_F) alimentées à 350mA par chaîne, avec plusieurs chaînes en parallèle.
3. Conception thermique :Utiliser un PCB à âme métallique (MCPCB) avec une couche diélectrique haute performance. Monter le MCPCB sur un grand dissipateur à ailettes en aluminium. Effectuer une simulation ou un calcul thermique pour vérifier Tj<100°C à 45°C ambiant.
4. Conception optique :Sélectionner un réflecteur secondaire ou une lentille pour obtenir le faisceau souhaité (par ex., une distribution Type V pour une couverture large et uniforme).
Ce cas met en évidence l'intégration de la conception électrique, thermique et optique autour des spécifications principales de la LED.

11. Introduction au principe technique

Une LED blanche comme la série 9292 fonctionne sur le principe de la conversion par phosphore. Le cœur du dispositif est une puce semi-conductrice (typiquement basée sur InGaN) qui émet de la lumière bleue lorsqu'elle est polarisée en direct (électroluminescence). Cette lumière bleue est partiellement absorbée par une couche de matériau phosphore jaune (et souvent rouge) déposée sur ou autour de la puce. Le phosphore ré-émet de la lumière à des longueurs d'onde plus longues. La combinaison de la lumière bleue restante et de la lumière jaune/rouge à large spectre du phosphore est perçue par l'œil humain comme de la lumière blanche. Le rapport entre la lumière bleue et la lumière convertie par le phosphore détermine la Température de Couleur Corrélée (CCT) de la sortie blanche. Le boîtier céramique sert principalement de plateforme mécaniquement robuste et thermiquement conductrice pour monter la puce et le phosphore, facilitant une extraction de chaleur efficace qui est cruciale pour maintenir l'efficacité du phosphore et les performances de la puce.

12. Tendances et évolutions de l'industrie

Le marché des LED de puissance continue d'évoluer vers une efficacité plus élevée (lumens par watt), une qualité de couleur améliorée (valeurs d'IRC et R9 plus élevées) et une plus grande fiabilité. Les tendances pertinentes pour les LED en boîtier céramique comme la 9292 incluent :
Densité de puissance accrue :Produire plus de lumière depuis des boîtiers de même taille ou plus petits, exigeant des matériaux thermiques toujours meilleurs.
Ajustement de couleur :Croissance des systèmes à blanc ajustable, qui pourraient être adressés par des boîtiers céramiques multi-canaux ou un binning CCT unique précis pour le mélange.
Éclairage horticole :Demande accrue pour des LED avec des sorties spectrales spécifiques optimisées pour la croissance des plantes, stimulant le besoin de boîtiers robustes pouvant gérer des mélanges de phosphores personnalisés.
Matériaux thermiques avancés :Développement de composites céramiques et de substrats métalliques à liaison directe avec une résistance thermique encore plus faible.
Standardisation :Efforts continus de l'industrie pour standardiser les empreintes, les tests photométriques et les rapports de durée de vie pour simplifier la conception et la comparaison pour les ingénieurs.